CN105648496A - 铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺 - Google Patents

铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺 Download PDF

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Abstract

铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，包括药剂回收系统和反向串联节水系统；所述药剂回收系统包括四合一槽和不流动水洗槽子系统，所述不流动水洗槽子系统整体反相串联设置，且其水流动方向的始端设有第一补水口，其终端的出水口串联于四合一槽；反向串联节水系统包括功能槽子系统和设置于功能槽之间的流动水洗槽子系统，所述功能槽分别设置于流动水洗槽之间，功能槽子系统沿清洗水流动方向的上游功能槽对下游功能槽兼容设置，所述流动水洗槽子系统整体反相串联设置。本发明提出一种铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，有效地解决铝合金阳极氧化前处理的氟和铵污染，实现阳极氧化线大幅度节水，大大减少企业治污量，降低生产成本，提高功效。

Description

铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺
技术领域
本发明涉及铝材表面处理技术领域，尤其涉及铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺。
背景技术
铝合金砂面前处理工艺主要分为碱蚀、酸蚀和机械喷砂三大类。
传统的铝型材碱蚀工艺已沿用了100多年。碱蚀具有铝耗高、碱耗高、碱渣多、工艺难控制、缺陷多、生产成本高、含COD、环境污染大等弊端，早已被业界所公认。标准的碱蚀槽位布置图2所示，1#除油槽、4#碱蚀槽、7#中和槽、11#氧化槽和14#封孔槽为工作槽，每个工作槽配两个水洗槽，加流动水洗待料槽，氧化前处理需要10个槽位，其中4#碱蚀槽为表面处理主要工作槽。铝材经过16个槽位处理后，可包装出厂，完成阳极氧化处理。
碱蚀的目的是去自然氧化膜，进一步除油，增加铝材亮度，或起砂、去纹，做亚光材。碱蚀时铝和碱蚀液发生如下化学反应：
Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O(去自然氧化膜)(1)
Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑(整平、起砂)(2)
NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaOH(回收碱渣、再生碱液)(3)
2Al(OH)3＝Al2O3·3H2O(槽壁结垢、堵塞管道)(4)
(2)+(3)式，铝材在碱槽反应的本质为
2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑(5)
即铝跟水反应，回收碱渣的同时，可再生全部氢氧化钠。按反应式(2)-(5)，目前采用了两种碱蚀方案，一是不加络合剂的碱回收方案，二是加络合剂的起砂去纹方案。
日本采用的碱蚀工艺，一般碱蚀槽不加添加剂，利用拜耳法，实行碱回收。4#槽配备抽渣系统，当游离碱控制在60g/L、铝离子浓度达到30g/L时，偏铝酸钠分解成氢氧化铝和氢氧化钠，氢氧化铝沉渣由抽渣系统处理，清渣后的清液抽回4#槽，实现碱回收。
意大利采用的碱蚀工艺，在碱蚀槽加添加剂，如山梨醇、葡钠等，利用多羟基化合物中的仲醇基CHOH络合铝离子，反应式为：
C6H14O6+3NaAlO2＝Al3C6H11O9+3NaOH(山梨醇络合铝离子)(6)
3NaC6H11O7+NaAlO2+2H2O＝Al(C6H11O7)3+4NaOH(葡钠络合铝离子)(7)
当铝的溶解和铝离子的带出平衡时，铝离子浓度可达80-120g/L，槽液稳定，不清槽。
日本的工艺，由于采用了碱回收，碱耗低，好清洗，中和槽被前槽碱水消耗相对较少。但要抽渣、铝耗高、不去纹、不能做砂面材，铝材狭窄处易结碱垢。意大利的工艺，不用抽渣；由于铝离子较高，按粘性理论，铝材表面的反应速度大于机械纹沟底的反应速度，可去纹、能做砂面材。但含COD、粘度太高、带出的槽液多、碱耗高、不好水洗、水耗高、中和槽消耗较大。除西飞铝业等少数厂家外，我国大部分铝加工厂采用意大利工艺，但在1#槽和7#槽略有改进。1#除油槽一般添加有5-10g/L左右的氟化氢铵，7#中和槽添加有30-50g/L左右的硝酸，目的是除油和除灰更彻底。
经近百年应用，碱蚀工艺的弊端早已暴露无遗。因此，酸蚀工艺在碱蚀工艺的基础上发展起来，使用了近20年时间。标准的酸蚀槽位布置图3所示，显然，酸蚀是在原碱蚀工艺的除油槽和碱蚀槽之间插入酸蚀槽而成。4#酸蚀槽添加有50-80g/L的氟化氢铵，利用氟离子起砂、去机械纹，反应机理为：
3F-+Al3+＝AlF3(溶铝、起砂、去纹)(8)
6F-+Al3++3NH4 +＝(NH4)3AlF6(覆盖、协助去纹)(9)
酸蚀与碱蚀的去机械纹机理不同。酸蚀不是利用粘性理论、铝离子在机械纹沟底和沟表面的浓度差去机械纹，而是利用覆盖理论，按反应式(8)，氟铝酸盐难溶、氟的络离子电负性较强，氟化物完全覆盖机械纹。按反应式(9)，机械纹沟表面被溶解，沟内近乎与药剂隔绝，反应速度很慢，两者的反应速度差，决定去纹较快。酸蚀比碱蚀的起砂、去纹速度快一倍，铝耗是碱蚀的25％，且砂粒均匀细腻。
尽管酸蚀工艺具有铝耗低、整平效果好、砂面细腻的特点，但是环保问题更加突出。酸蚀时逸出有毒的强腐蚀性HF气体，污染生产环境、危害工人健康；酸渣量太多，槽液必须不断地澄清、压滤、除渣；此外，酸蚀后铝材表面发暗，尽管延长了碱蚀与出光时间，但仍然有酸蚀灰。既增加了工序，又损失了表面光泽，还增加了环保负担。酸蚀工艺比碱蚀弊端更多：
1、工艺更复杂，槽位更多。氧化槽前面一共13个槽位，4个工作槽，9个水洗槽，更繁杂；
2、功效太低。铝材氧化前要经过13个槽，其中4个工作槽还要占用反应时间，一般一挂材从1#除油到13#水洗待料槽需要20-25分钟。时间太长，严重制约了氧化线的产能；
3、工作槽太多，化学药剂消耗量太大。1#、4#、7#、10#、14、17#为工作槽，总药剂消耗量为130-150公斤/吨材，为处理含这些化学药剂的废水，铝材厂要花更大的成本；
4、水洗槽互相独立，用水量更大。13个水洗槽，分成6组，互相独立，6个进水口。6个排水口，总水消耗量为20.0吨/吨材以上。除用水成本外，这些含氟、氨氮和COD废水的处理和排放，都要额外付出成本；
5、1#槽氟离子含量为5-10g/L，4#槽氟离子含量为30-50g/L，生产中释放的HF气体危害工人健康，腐蚀设备，污染大气。废水中含高浓度的氟离子，需专门处理，废水不能回用；
6、1#、4#和10#槽含氨氮，7#含COD，使废水处理的难度雪上加霜。含氟废水不能回用，含氨氮和COD的废水又不能排放，厂家必须处理后才能排放，额外付出巨大的环保成本。
传统机械喷砂工艺已大规模应用20多年，虽然具有铝耗低、药耗低等优点，但需要配置专门的喷砂车间，喷砂后再转运至氧化车间，效率低，易擦伤表面形成废品。受铝材形状限制，喷砂表面很难均匀，着色后不均匀被放大，废品率直线上升。
申请人的在先申请(200510101420.X)铝合金光亮酸蚀技术，公开了对既有酸蚀工艺的改进，按下述方式安排反应槽：
表1铝合金光亮酸蚀技术槽位布置(中国专利200510101420.X)
各槽功能为：
1#除油脱蜡槽：主要功能是在常温下除油、脱蜡、脱自然氧化膜，并兼备一定程度的低温抛光能力；
3#增亮酸蚀槽：普通酸蚀槽的改进型，具备普通酸蚀槽的起砂快、去机械纹能力强、铝耗低和砂粒均匀等优点；
4#砂面抛光槽：清除酸蚀灰和砂面材低温抛光。尽管铝材从3#增亮酸蚀槽取出后，大部分酸蚀灰已被清除，但少量残存灰依然十分顽固，常规方法很难清除；除了酸蚀灰外，如何使砂面材亮起来，也是现有技术中要解决的核心任务之一。4#砂面抛光槽正是为完成上述两大任务而精心设计的。本槽中，添加有两大类功能组分，即除灰剂和低温抛光剂，增亮酸蚀材经本槽处理后，表面无灰、金属色，并具有相当的亮度。另外，考虑到环保和药剂损失，本槽设计为对3#增亮酸蚀槽兼容，即铝材经3#槽处理后，直接进4#槽，中间不设水洗槽，既节约了药剂，又有利于环保；
7#平光抛光槽：砂面材的精除灰和平光材的低温抛光。铝材经1#、3#和4#槽处理后，已具备相当的亮度，表面无纹、细砂且很干净，可直接进行阳极氧化。但有些出口订单，铝材表面质量要求很高，可选择先进7#槽，进行精除灰，并进一步抛光，然后再进行阳极氧化。对于不要求起砂和去机械纹的平光材而言，由于3#槽和4#槽都容易起砂，
不能生产平光材，7#槽的设置，正好弥补了上述不足，平光材可利用1#和7#槽进行低温抛光。
近10来，本发明专利的产业化，生产了大量高端砂面铝材，出口到世界各地。但从强调清洁文明生产的今天来看，该发明存在如下明显不足：
1、药剂含氟：1#槽含NH4HF220g/L,3#槽含氟化铵100g/L，氟硼酸65g/L,4#槽含氟硼酸含28g/L,NH4HF230g/L,HF18g/L,7#槽含NH4HF210g/L。这些氟化物现在严格禁用。
2、含铬酐：7#槽含CrO335g/l,更加不容许这样使用。
3、含大量氨氮：1#槽含NH4HF220g/L,3#槽含氟化铵100g/L，4#槽含NH4HF230g/L,7#槽含NH4HF210g/L，HNO3200g/L。能避免时，应该尽可能少用含氨氮的化合物。
4、含COD：1#槽含山梨醇6.5g/L，4#槽含山梨醇40g/L,应该尽可能少用含COD的化合物。
申请人的另一发明专利申请(201010515738)铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统，公开了用一个药剂槽取代酸蚀四个药剂槽的节药节水方法。槽位布置如图4所示，其各工作槽和系统功能如下：
1#四合一砂面槽
本槽为碱性槽液，功能为脱脂、去自然氧化膜、去纹、起砂、调整铝合金底色、去灰、中温抛光；1#四合一砂面槽：NaOH60g/L,Na2SO410g/L,Na3PO45g/L,山梨醇5g/L,十二烷基磺酸钠0.3g/L，余量水；工作温度为65℃，处理时间为8分钟,滴流1分钟；
2#平光槽
截留1#槽药剂，分解沉淀氢氧化铝和磷酸铝，再生回收碱液，对磨砂材进行低温抛光，生产平光材和扫纹材，对1#槽补充液位；
3#、4#水洗截留槽
进一步截留药剂、分解沉淀氢氧化铝和磷酸铝、再生回收碱液；
5#水洗截留槽
4#水洗截留槽带出的碱液与6#水洗待料槽反向补水的酸液在本槽在线中和，使处理的铝材由碱性槽液顺利过渡到酸性槽液；
6#水洗待料槽
本槽与氧化后的8#水洗槽连通，槽液为酸性。铝材在本槽进一步中和，除灰，在酸性条件下待料，可防止点蚀和白斑；酸性水洗后进入7#氧化槽，节约氧化液；
7#氧化槽
本槽为常规氧化，带出的氧化液被8#水洗截留槽截留，补充8#和6#槽酸液，维持6#槽酸度；
8#水洗截留槽
本槽为氧化后水洗槽，与6#反向串联，截留氧化液，维持6#槽的酸度值。
各系统功能如下：
抽渣系统
由2#槽、3#槽、4#槽和5#槽及1#副槽和2#副槽、离心机、清液池、2#阀门、3#阀门、4#阀门、5#阀门、7#阀门、8#阀门、10#阀门、11#阀门、12#阀门、13#阀门和1#抽渣泵、2#清液泵、3#管道泵、4#管道泵和5#管道泵组成。2#槽、3#槽、4#槽和5#槽并联，槽底管口装有2#阀门、3#阀门、4#阀门、和5#阀门，槽间由3#管道泵、4#管道泵和5#管道泵连接，3#管道泵与2#阀门出口用三通连接，此三通另一支管线连接1#抽渣泵、经8#阀门到2#副槽。副槽底部装有10#阀门、11#阀门、12#阀门和13#阀门，连接离心机。离心机连接清液池，清液池由2#清液泵连接2#副槽。1#槽没有沉渣，不需抽渣，但需要补充液位。故1#副槽和2#副槽连通，中间设有7#阀门，1#副槽与1#主槽间设有1#阀门。当2#槽抽渣时，打开2#阀门和8#阀门，关闭其他槽阀门，开1#抽渣泵即可抽2#槽的渣到2#副槽，槽液溢流回2#槽；打开1#副槽和2#副槽间7#阀门，2#副槽槽液流进1#副槽。清渣时，分别打开10#阀门、11#阀门、12#阀门和13#阀门，碱渣流入离心机脱水，清渣，药液流入清液池，由2#清液泵抽回2#副槽。清渣后，2#槽需补充液位，打开2#阀门和3#阀门，关闭其他阀门，打开3#管道泵，即可将3#槽的沉渣和药液一起抽到2#槽。既补充2#槽液位，又回收3#槽药剂，还抽到3#槽沉渣。4#槽抽到3#槽，5#槽抽到4#槽抽渣类推。
药剂回收系统
由1#槽、1#阀门和抽渣系统构成，清除反应铝渣的同时，回收药剂。由于生产时药剂只添加到1#槽，1#槽维持强碱性，2#槽、3#槽、4#槽和5#槽均为药剂截留槽，碱性药剂来自1#槽，浓度由高到低。按拜耳法，1#槽中生成的偏铝酸钠，在2#槽、3#槽、4#槽和5#槽中分解，生成沉渣氢氧化铝和碱液氢氧化钠。沉渣由抽渣系统处理，碱液以抽渣方式，反向回收，2#副槽经1#副槽补1#槽，3#槽补2#槽，4#槽补3#槽，5#槽补4#槽。
水循环净化处理系统
由8#槽、7#槽和6#槽、补水池、过滤池、浮渣过滤收集袋、9#阀门和6#循环泵组成。由6#循环泵将补水池的酸性水抽至高位过滤池，经滤袋过滤后，溢流到8#槽和6#槽，再溢流回补水池，完成循环过滤。7#槽为系统提供酸液，保持槽液清晰。
反向补水中和系统
由6#阀门、水循环净化处理系统和抽渣系统组成，反向补充系统的水消耗。补水时，开启6#阀门，6#槽的酸性水通过表面溢流至5#槽。1#槽、2#槽、3#槽、4#槽补充液位按药剂回收方式进行。
上述申请铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统经过近5年的运行，完全能用一槽取代四槽，生产砂面材，可大幅降低用药和用水，并实现药剂回收，但有以下几方面的问题需要改进：
1、1#四合一砂面槽的化学配方需要改进：本槽选用NaOH60g/L，Na2SO410g/L,Na3PO45g/L,山梨醇5g/L,十二烷基磺酸钠0.3g/L，余量水；工作温度为65℃，处理时间为8分钟,滴流1分钟。生产中发现如下不足：
(1)络合剂山梨醇选用不当，络合能力不够。当生产的铝材数量增加时，铝离子不断上升，当铝离子超过100g/L时，槽液分解，析出氢氧化铝，悬浮在槽液中；槽液粘度上升，生产时液位上升，温度高或药剂浓度高时，槽液容易溢出；
(2)砂面剂Na3PO4选用不当，起砂能力不够。磷酸起砂太细，铝材底色太亮；
(3)抛光剂Na2SO4选用不当，砂面材底色应该发灰发暗，客户不喜欢发亮底色；
(4)十二烷基磺酸钠选用不当，液位上升过快。槽液本来很黏，加十二烷基磺酸钠后，液位上升更快，更容易溢槽。
2、抽渣系统过于复杂，生产线工人不适应复杂操作。现行氧化线早已成型，在既有线上直接施工、添加设备，铝材厂很难接受。
3、药剂回收系统技术思路非常好，既减少水耗，由降低葯耗，还减少污染，一举多得。但实际生产中，由于1#四合一槽的络合剂能力不够，带出药剂在2#、3#、4#、5#槽中分解过快，各槽槽壁结垢，清底时非常麻烦。
4、水循环净化处理系统思路很好，在线净化，但生产线工人不适应复杂操作。同样，现行氧化线早已成型，在既有线上直接施工、添加设备，铝材厂很难接受。
5、反向补水中和系统既补充液位，由回收药剂，技术理念非常好。但需要1#槽强大的络合剂配合，才能实现。
针对上述在先申请文件存在的问题，申请人对其做了更进一步的研究，并获得解决上述问题的技术方案。针对传统碱蚀、酸蚀和喷砂工艺复杂、工作槽和水洗槽太多、工效低，药剂用量多、废水排放量大、处理氟、COD及氨氮的成本太高以及喷砂效率太低、废品率高的弊端，兼顾中国专利200510101420.X铝合金光亮酸蚀技术和中国发明专利201010515738铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统的利弊，专门设计的一套节药节水的铝合金砂面处理工艺，还起到了最根本的目的：节药节水目。
发明内容
本发明的目的在于提出铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，有效地解决铝合金阳极氧化前处理的氟和铵污染，实现阳极氧化线大幅度节水，大大减少企业治污量，降低生产成本，提高功效。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，包括药剂回收系统和反向串联节水系统；
所述药剂回收系统包括四合一槽和不流动水洗槽子系统，所述不流动水洗槽子系统整体反相串联设置，且其水流动方向的始端设有第一补水口，其终端的出水口串联于所述四合一槽；
所述反向串联节水系统包括功能槽子系统和设置于功能槽之间的流动水洗槽子系统，所述功能槽分别设置于流动水洗槽之间，并分别由所述流动水洗槽相间隔设置，所述功能槽子系统沿清洗水流动方向的上游功能槽对下游功能槽兼容设置，所述流动水洗槽子系统整体反相串联设置，其水流动方向的始端设有进水口，其终端的流动水洗槽设有出水口；
所述药剂回收系统通过所述反向串联节水系统水流动方向的终端的流动水洗槽接于所述反向串联节水系统。
更进一步的说明，所述不流动水洗槽子系统设置有不少于三个不流动水洗槽。
更进一步的说明，所述不流动水洗槽子系统包括：顺序布置的2#不流动水洗槽、3#不流动水洗槽和4#不流动水洗槽；所述4#不流动水洗槽设置有第一补水口。
更进一步的说明，每个所述不流动水洗槽的补水口和出水口分别设置于槽体的两端，清洗水从其一端流入，并从另一端流出至水流动方向的下游流动水洗槽。
更进一步的说明，所述不流动水洗槽子系统的第一补水口和排水口分别设置于4#不流动水洗槽和2#不流动水洗槽，清洗水从4#不流动水洗槽补入，从2#不流动水洗槽流进所述四合一槽。
更进一步的说明，所述功能槽之间分别设置有两个所述流动水洗槽间隔。
更进一步的说明，所述功能槽子系统包括：顺序布置的8#氧化槽和11#中温封孔槽；
所述水洗槽子系统包括：顺序布置于所述8#氧化槽之前的5#流动水洗槽、6#流动水洗槽和7#水洗待料槽，顺序布置于所述8#氧化槽与所述11#中温封孔槽之间的9#流动水洗槽和10#流动水洗槽，顺序布置于所述11#中温封孔槽之后的12#流动水洗槽和13#流动水洗槽；
所述流动水洗槽子系统配合所述功能槽子系统整体反向串联配置。
更进一步的说明，每个所述流动水洗槽的进水口和出水口分别设置于槽体的两端，清洗水从其一端流入，并从另一端流出至水流动方向的下游流动水洗槽。
更进一步的说明，所述流动水洗槽子系统的第一进水口和排水口分别设置于13#流动水洗槽和5#流动水洗槽，清洗水从13#流动水洗槽流入，从5#流动水洗槽流出。
更进一步的说明，所述四合一槽的药剂配方和工作参数为：氢氧化钠30-50g/L，氯化钠100-200g/L，硫代硫酸钠1.5-3.5g/L，三聚磷酸钠1.5-3.5g/L，山梨醇1.5-3.5g/L，葡萄糖酸钠1.5-3.5g/L，余量水；工作温度为80-90℃，处理时间为8-12分钟，滴流1分钟；
所述11#中温封孔槽对所述8#氧化槽兼容；所述11#中温封孔槽与所述8#氧化槽兼容药剂配方和工作指标为：
所述8#氧化槽：硫酸160-200g/L，电流密度1.2安培/平方分米，处理时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
所述11#中温封孔槽：醋酸镍4-6g/L、异丁醇0.4-0.6g/L、三乙醇胺0.4-0.6g/L，处理时间10-20分钟，温度50-60℃。
传统酸蚀、碱蚀氧化线的上述弊端，根本原因在于以下几个方面：
1、槽位配置设计理念有缺陷。设计过多的工作槽，必须配备两倍的水洗槽；每个工作槽要消耗不同的化学药剂，而且有酸有碱，尽管经过大量水洗，但也避免不了互相消耗，使总药耗进一步上升。大量的药耗、大量的水耗，给铝加工企业带来巨大的废水处理压力。尽可能多地减少工作槽，最大限度地降低药耗，减少水耗，才是未来表面处理技术的发展方向；
2、槽液配方的设计理念有缺陷。槽液中，有氟离子，限制了废水回用；有COD和氨氮，限制了废水排放，厂家不得不处理含氟、COD和氨氮的废水，需付出巨大的环保成本。最好选用无氟无铵的化学成分，才能从根本上解决废水回用的难题；
3、独立的清洗水槽设计理念有缺陷。碱蚀氧化线5个药剂槽，每个药剂槽配置一套独立的水洗槽，整条氧化线配置5套水洗，互相独立，清洗水5进5出；酸蚀氧化线6个药剂槽，每个药剂槽配置一套独立的水洗槽，整条氧化线配置6套水洗，互相独立，清洗水6进6出。将清洗槽反向串联，并研发水流上游对下游兼容的工作槽药剂配方，是氧化线节水的根本方向。
铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺及药剂回收与兼容和清洗槽反向串联节水系统，是在充分认识传统碱蚀、酸蚀和喷砂弊端的基础之上，经中国专利200510101420.X铝合金光亮酸蚀技术和中国发明专利201010515738铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统两套专利技术大规模生产运行，不断总结、调整后诞生的一项新工艺。
首先，本发明工艺充分吸取了传统碱蚀和酸蚀使用含氟及氨氮化学药品的教训，摈弃了沿用多年的氟化镍、氟化氢铵和硝酸，使砂面工艺无氟无铵，从而使企业彻底摆脱了氟化氢气体污染车间、危害工人、腐蚀设备以及排放氟、铵废水的困境；废水中无氟无铵，为铝加工厂充分回收、循环用水，废水零排放解决了最大的难题；
其次，本发明工艺吸取了传统工艺功能槽太多、工艺太复杂、药耗太高的教训，将除油、酸蚀、碱蚀、中和四槽的功能集于一槽，四槽合一，省去了原有酸蚀工艺的三个功能槽，药剂消耗量由酸蚀工艺的130-150公斤/吨材，减少为60-80公斤/吨材，少用药剂50％以上；
第三，本发明工艺吸取了传统工艺铝材出药剂槽后直接水洗、葯耗太高的教训，在四合一槽后设置3个不流动水洗槽，截留、回用药剂；
第四，本发明工艺在设计时就考虑到氧化线废水偏酸性，必须进行碱中和处理的特点，将铝合金无氟无铵四槽合一槽砂面处理液设计成碱性槽液，水洗槽带出的碱性槽液恰好中和阳极氧化水洗槽偏酸废水，在线水洗时兼顾除灰中和；
第五，本发明工艺首次将整条氧化线作为一个大系统整体研究，从节药节水的根本目标出发，依据药剂兼容理论，将酸蚀氧化线6个工作槽、13个水洗槽，清洗水6个进水口、6个排水口，改为3个工作槽，3个不流动水洗槽，7个流动水洗槽，流动水洗槽全部反向串联，1个进水口，1个排水口，改清洗水6进6出为1进1出，节水80％以上；
第六、本发明工艺经中国专利200510101420.X铝合金光亮酸蚀技术和中国发明专利201010515738铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统两套专利技术大规模生产运行，充分总结了这两项专利的利弊，进行大规模药剂和系统配置调整，更切合生产实际，易于配套设施施工，工人更容易管理和操作。
第七、本发明工艺艺普适性强，可取代碱砂材、酸砂材和喷砂材。所生产的砂面铝材表面无纹、无灰、细砂、亮丽。不仅解决了碱蚀铝耗高、砂粒不均匀的难题，同时也彻底解决了酸蚀氟污染、喷砂材表面不均匀的难题。
附图说明
图1是本发明的一个实施例槽位布置图；
图2是现有铝型材标准的碱蚀槽位布置图；
图3是现有铝型材标准的酸蚀槽位布置图；
图4是现有技术铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统布置图。
其中，01第一阀门，02第二阀门，03第三阀门。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
作为一种铝合金表面处理的前沿工艺，铝合金无氟无铵四槽合一槽砂面处理极大地提升了铝合金表面质量，是现有普通酸蚀、碱蚀和喷砂等传统工艺的换代技术，可有效地解决铝合金阳极氧化前处理的氟和铵污染，实现阳极氧化线大幅度节水，大大减少企业治污量，降低生产成本，提高功效。
如图1所示，本发明由1#四合一砂面槽、2#、3#、4#三道不流动水洗槽，5#、6#流动水洗槽、7#水洗待料槽、8#氧化槽，9#、10#流动水洗槽，11#中温封孔槽及12#、13#流动水洗槽构成。其中，1#四合一砂面槽与2#、3#和4#不流动水洗槽，组成药剂回收系统；1#、2#、3#、4#槽按反向串联设置，用于梯级截留1#四合一槽的药剂，2#、3#和4#不流动水洗槽清洗铝材、截留药剂、补充1#槽液位，自来水通过第二阀门02的开关控制可从4#进入，经3#、2#、进入1#槽，从而实现药剂截留和回收，并通过第一阀门01的开关实现1#槽补充液位；
反向串联节水系统由5#、6#、7#、9#、10#、12#、13#流动水洗槽组成，按自来水通过第三阀门03的开关控制可从13#槽进入，反向串联流动，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，实现整条氧化线水洗槽反向大串联，将传统酸蚀氧化线清洗水6进6出，改为本设计的1进1出，节水80％以上；8#氧化槽和11#中温封孔槽，组成药剂兼容系统，设计为11#中温封孔槽对8#氧化槽兼容，即11#槽的中温封孔液带入8#氧化槽后，不影响氧化液的工作能力和铝合金氧化膜的性能；
其中的药剂兼容系统为11#中温封孔槽对8#氧化槽的兼容。按自来水从13#槽进入，反向串联流动，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，11#中温封孔槽在8#氧化槽清洗水流的上游，生产时，中温封孔液带入13#、12#槽，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，7#水洗待料槽中含中温封孔液，按11#中温封孔槽对8#氧化槽兼容设计，11#中温封孔槽含醋酸镍、异丁醇和三乙醇胺，镍离子为导电盐，添加进8#氧化槽，可降低槽液电阻，提高成膜速度；醋酸和异丁醇为缓蚀剂，可降低溶膜速度，提高成膜率；三乙醇胺可螯合氧化液中的铝离子，降低槽液电阻，提高成膜率。11#中温封孔槽各组分对8#氧化槽完全兼容，带入8#氧化槽后，不影响氧化液的工作能力和铝合金氧化膜的性能，从而实现整条氧化线反向串联连接，大幅降低清洗用水。
不同铝材的生产方式如下：
(一)机械喷砂材
喷砂铝材直接进入1#槽，反应4-6分钟，95-105℃，滴流1分钟，再经2#、3#、4#槽三道不流动水洗槽，进入5#、6#、7#水洗槽清洗；在8#氧化槽氧化45-60分钟，经9#、10#清洗；在11#槽封孔10-20分钟，经12#、13#水洗槽水洗，完成氧化处理。
(二)化学磨砂材
铝材直接进入1#槽，反应8-12分钟，95-105℃，滴流1分钟，再经2#、3#、4#槽三道不流动水洗槽，进入5#、6#、7#水洗槽清洗；在8#氧化槽氧化45-60分钟，经9#、10#清洗；在11#槽封孔10-20分钟，经12#、13#水洗槽水洗，完成氧化处理。
更进一步的说明，上述各槽工作机理如下：
1#四合一槽
1、碱性槽液：考虑到整条氧化线废水偏酸性，本槽设计为在碱性条件下工作，以中和水洗槽偏酸废水，实现废水酸碱平衡。铝材进入本槽后，按原电池原理，以纯铝相为阳极，合金相为阴极，阳离子向合金相、阴离子向纯铝相移动，按反应式(1)和(2)进行化学反应；
2、去膜脱脂：按反应式(1)，铝材进本槽后，先去自然氧化膜，同时在恰当浓度的表面活性剂三聚磷酸钠作用下，可除去油污和指纹，省去除油槽；
3、起砂去纹。本槽选用氯化钠作为起砂去纹的主要成分。按反应式(2)，纯铝相作为阳极被溶解，与被阳极吸引而来的氯离子相遇；点蚀起砂，且砂粒均匀，铝耗低，去机械纹彻底；反应式为：
Al3++3Cl-＝AlCl3
2AlCl3+2NaOH＝Al2(OH)2Cl4+2NaCl(10)
Al2(OH)2Cl4+NaOH＝Al2(OH)3Cl3+NaCl
2AlCl3+nNaOH＝Al2(OH)nCl6-n+nNaCl
氯离子在阳极相附近与溶解的铝离子结合，生成聚合氯化铝，降低铝表面化学反应区的铝离子浓度，加快溶铝、起砂、去纹的速度；
4、完全络合：本槽添加有足够量的硫代硫酸钠、山梨醇和葡钠，山梨醇按(6)式、葡钠按反应式(7)络合铝离子，硫代硫酸钠与铝离子按下式形成络合物：
Al3++2S2O3 2-＝[Al(S2O3)2]-(11)
按(6)、(7)、(10)和(11)式，铝离子能被完全络合，特别是硫代硫酸钠与铝形成的络离子，粘度极低，槽液清澈，好滴流，好清洗，液位上升有限，很难溢槽；
5、槽液中含大量的Cl-，铝材表面的黑灰，能通过Cl-来清除，不需要专门设置除灰槽。
2#、4#和5#三道不流动槽
1、清洗铝材。1#槽铝离子可达150g/L以上，粘度很高。清洗时间为2#槽2分钟；3#槽2分钟；4#槽1分钟；彻底清洗铝材带出的药剂；
2、截留药剂。三道清洗槽逐级截留。1#槽被带出的药剂，其浓度成梯级分布；2#槽药剂浓度高，4#槽药剂浓度低；
3、回收药剂、补充1#槽液位。1#槽中，药剂的蒸发和带出损失，液位不断下降，需要补充液位。打开第二阀门02，自来水从4#槽进入，流经3#、2#槽，最后通过第一阀门01进入1#槽，既补充了液位，又实现了药剂的逐级回收。
5#、6#、7#水洗槽
1、逐级中和铝表面的残碱。5#、6#、7#、9#、10#、12#、13#流动水洗槽组成反向串联节水系统，自来水从13#槽进入，反向串联流动，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，整条氧化线水洗槽反向大串联。9#槽截留的氧化液，随清洗水流，逐步流入7#、6#、5#槽。铝材进入5#、6#、7#槽后，逐步中和残留碱液；
2、逐级除灰。9#槽截留的氧化液，随清洗水流，逐步流入7#、6#、5#槽。铝材进入5#、6#、7#槽后，逐步清除表面残留黑灰；
3、氧化待料。7#水洗槽是待料槽，酸性条件下待料，可预防点蚀和白斑，确保铝材在酸性、无灰的条件下进入7#氧化槽，节约氧化液。
8#氧化槽
本槽为普通氧化槽。铝氧化后，进入9#槽水洗，氧化液被截留，为7#、6#、5#槽提供中和与除灰的酸液。
9#、10#流动水洗槽
本槽为氧化后水洗槽，与7#、6#、5#槽反向串联，截留氧化液，维持氧化前流动水洗槽的酸度值，实现动态中和、除灰和待料。
11#中温封孔槽
设置本槽的目的是封住氧化膜的微孔，确保其耐腐蚀性能。本槽选取醋酸镍为封孔主盐，异丁醇为封孔促进剂，三乙醇胺为槽液稳定剂；在50-60℃下，生成氢氧化镍，封住氧化膜微孔。
12#、13#流动水洗槽
本槽为封孔后水洗槽，与10#、9#、7#、6#、5#槽反向串联，截留封孔液，维持封孔前流动水洗槽的pH值。
整条氧化线的工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠30-50g/L，氯化钠100-200g/L，硫代硫酸钠1.5-3.5g/L，三聚磷酸钠1.5-3.5g/L，山梨醇1.5-3.5g/L，葡萄糖酸钠1.5-3.5g/L，余量水；工作温度为80-90℃，处理时间为8-12分钟，滴流1分钟；
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
5#水洗调节槽4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸160-200g/L，18-22℃，电流密度1.0-1.5安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍4-6g/L，异丁醇0.4-0.6g/L，三乙醇胺0.4-0.6g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
1#四合一磨砂槽添加有起砂去纹成分氯化钠，其优化工作浓度为100-200g/L；另外添加有槽液稳定成分硫代硫酸钠，其优化工作浓度为1.5-3.5g/L；除油成分三聚磷酸钠，其优化工作浓度为1.5-3.5g/L；络合成分山梨醇，其优化工作浓度为1.5-3.5g/L；同为络合成分葡萄糖酸钠，其优化工作浓度为1.5-3.5g/L，此外，1#四合一磨砂槽还添加有氢氧化钠，其优化工作浓度为30-50g/L；水洗槽带出的碱性槽液恰好中和阳极氧化水洗槽偏酸废水，在线除灰中和。
与普通酸碱蚀和喷砂相比，本发明具有如下重大技术突破：
1、首次以现代环保、节能、减排、降耗、清洁文明生产的角度，大幅度变革，重新设计铝合金阳极氧化生产线；
2、首次精心选择铝合金表面处理化学药剂配方，彻底杜绝含氟、含铵的成分，确保整条氧化线无氟无铵，大幅降低废水处理成本；
3、首次摒弃传统工艺由酸到碱、再由碱到酸、药剂互相消耗的槽位布局，采用一个药剂槽前处理铝材，不串槽，省水省药；
4、首次大规模减少功能槽，将酸蚀工艺的四个功能槽减少为一个，大幅度降低药耗，提高功效；
5、首次将表面前处理和氧化后的水洗槽完全截留，在线中和与除灰；
6、首次设置由1#四合一槽与2#、3#和4#不流动水洗槽组成的药剂回收系统。2#、3#和4#不流动水洗槽清洗铝材、逐级截留药剂；4#、3#、2#、1#反向串联，由4#槽补水，反向流动，将药剂逐级回收至1#槽，药剂回收率80％以上，大幅降低葯耗；
7、设置由5#、6#、7#、9#、10#、12#、13#流动水洗槽组成的反向串联节水系统，自来水从13#槽进入，反向串联流动，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，实现整条氧化线水洗槽反向大串联，将传统酸蚀氧化线清洗水6进6出，改为本设计的1进1出，节水80％以上；
8、采用由8#氧化槽和11#中温封孔槽组成的药剂兼容系统，精心设计11#中温封孔槽对8#氧化槽兼容，11#槽的中温封孔液带人8#氧化槽后，不影响氧化液的工作能力和铝合金氧化膜的性能，从而实现整条氧化线反向串联连接，大幅降低清洗用水。
本发明取150L槽体积设计模拟氧化线，各功能槽按100L开槽，槽液控制参数如下各实施例所示。
实施例1组-四合一砂面材生产
各槽的药剂配方和工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠、氯化钠、硫代硫酸钠、三聚磷酸钠、山梨醇、葡萄糖酸钠按下表1添加，余量为水；工作温度为85℃，处理时间为10分钟，滴流1分钟；
类别 实施例1-1 实施例1-2 实施例1-3
氢氧化钠 30g/L 40g/L 50g/L
氯化钠 100g/L 100/L 100g/L
硫代硫酸钠 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
三聚磷酸钠 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
山梨醇 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
葡萄糖酸钠 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
表1
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸180g/L，18-22℃，电流密度1.2安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍5g/L，异丁醇0.5g/L，三乙醇胺0.5g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
实施例组1，可批量生产铝合金化学磨砂材，且随着氢氧化钠浓度升高，反应速度加快，可适当降低反应温度，缩短反应时间。
实施例2组-四合一砂面材生产
各槽的药剂配方和工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠、氯化钠、硫代硫酸钠、三聚磷酸钠、山梨醇、葡萄糖酸钠按下表2添加，余量为水；工作温度为85℃，处理时间为10分钟，滴流1分钟；
表2
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸180g/L，18-22℃，电流密度1.2安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍5g/L，异丁醇0.5g/L，三乙醇胺0.5g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
实施例组2，可批量生产铝合金化学磨砂材，从实施例2-1至2-2可得，随着氯化钠浓度升高，起砂速度加快，砂面加重。可适当降低反应温度，缩短反应时间。
实施例3组-四合一砂面材生产
各槽的药剂配方和工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠、氯化钠、硫代硫酸钠、三聚磷酸钠、山梨醇、葡萄糖酸钠按下表3添加，余量为水；工作温度为85℃，处理时间为10分钟，滴流1分钟；
类别 实施例3-1 实施例3-2 实施例3-3 实施例3-4
氢氧化钠 40g/L 40g/L 40g/L 40g/L
氯化钠 100g/L 100g/L 100g/L 100g/L
硫代硫酸钠 1.5g/L 3.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
三聚磷酸钠 2.5g/L 2.5g/L 1.5g/L 3.5g/L
山梨醇 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
葡萄糖酸钠 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L 2.5g/L
表3
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸180g/L，18-22℃，电流密度1.2安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍5g/L，异丁醇0.5g/L，三乙醇胺0.5g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
实施例组3，可批量生产铝合金化学磨砂材，从实施例3-1至3-2可得，随着硫代硫酸钠浓度升高，反应速度降低，槽液稳定性增加，可适当提高反应温度，延长反应时间；从实施例3-3至3-4可得，随着三聚磷酸钠浓度升高，槽液铝离子络合能力增加，反应速度降低，可适当提高反应温度，延长反应时间。
实施例4组-四合一砂面材生产
各槽的药剂配方和工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠、氯化钠、硫代硫酸钠、三聚磷酸钠、山梨醇、葡萄糖酸钠按下表4添加，余量为水；工作温度为85℃，处理时间为10分钟，滴流1分钟；
表4
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸180g/L，18-22℃，电流密度1.2安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍5g/L，异丁醇0.5g/L，三乙醇胺0.5g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
实施例组4，可批量生产铝合金化学磨砂材，从实施例4-1至4-2可得，随着山梨醇浓度升高，槽液铝离子络合能力增加，反应速度降低，可适当提高反应温度，延长反应时间；从实施例4-3至4-4可得，槽液铝离子络合能力增加，反应速度降低，可适当提高反应温度，延长反应时间。
实施例5-四合一砂面材生产
各槽的药剂配方和工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠40g/L，氯化钠100g/L，硫代硫酸钠2.5g/L，三聚磷酸钠2.5g/L，山梨醇2.5g/L，葡萄糖酸钠2.5g/L，余量水；工作温度为80℃，处理时间为10分钟，滴流1分钟；
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸180g/L，18-22℃，电流密度1.2安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍5g/L，异丁醇0.5g/L，三乙醇胺0.5g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
实施例6-四合一砂面材生产
除了1#四合一砂面槽的工作温度为90℃，其他各槽的药剂配方和工作指标与实施例5的处理一致。从实施例5和实施例6可得，随着槽液温度升高，反应速度加快，可适当降低药剂浓度，缩短反应时间。
实施例7-四合一砂面材生产
各槽的药剂配方和工作指标为：
1#四合一砂面槽：氢氧化钠40g/L，氯化钠100g/L，硫代硫酸钠2.5g/L，三聚磷酸钠2.5g/L，山梨醇2.5g/L，葡萄糖酸钠2.5g/L，余量水；工作温度为85℃，处理时间为8分钟，滴流1分钟；
2#不流动水洗槽：水洗2分钟，滴流30秒；
3#不流动水洗槽：水洗1.5分钟，滴流30秒；
4#不流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
5#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
6#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
7#流动水洗待料槽：水洗1分钟，滴流30秒；
8#氧化槽：硫酸180g/L，18-22℃，电流密度1.2安培/平方分米，氧化时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
9#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
10#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
11#中温封孔槽：醋酸镍5g/L，异丁醇0.5g/L，三乙醇胺0.5g/L，50-60℃，封孔时间10-20分钟；
12#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
13#流动水洗槽：水洗1分钟，滴流30秒；
风干、包装、入库，完成表面处理。
实施例8-四合一砂面材生产
除了1#四合一砂面槽的处理时间为12分钟，其他各槽的药剂配方和工作指标与实施例7的处理一致。从实施例7和实施例8可得，随着铝材在槽液中反应时间的增加，铝耗增加，砂面加重，可适当降低药剂浓度，缩短反应时间。实施例9-药剂回收系统测试
打开第二阀门02，自来水进入4#，经3#、2#、进入1#槽，补充1#槽液位；实现药剂截留、回收。可补充1#槽液位；实现药剂截留、回收。
实施例10-反向串联节水系统测试
打开第三阀门03，按3.0吨水/吨铝材控制流量，自来水进入13#槽，反向串联流动，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，测量水洗槽pH值；13#、12#槽pH6-7；10#槽pH5-6，9#槽pH1-2；7#槽pH1-2，6#槽pH3-4，5#槽pH6-7，出水口接近中性排放。实现氧化线清洗槽反向大串联，改酸蚀氧化清洗水六进六出、为四合一氧化清洗水一进一出。
实施例11-药剂兼容系统测试
11#中温封孔槽对8#氧化槽兼容。自来水从13#槽进入，反向串联流动，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，11#中温封孔槽在8#氧化槽清洗水流的上游，生产时，中温封孔液带入13#、12#槽，经12#、10#、9#、7#、6#槽，最后经5#槽流出，7#水洗待料槽中含中温封孔液，11#槽的中温封孔液带人8#氧化槽。
a、8#氧化槽：主动添加5g/L醋酸镍进8#氧化槽，保持硫酸180g/L、18-22℃、电流密度1.2安培/平方分米、氧化时间45-60分钟不变，测试氧化膜厚度及外观结构的变化；
b、8#氧化槽：主动添加5g/L醋酸镍、0.5g/L异丁醇进8#氧化槽，保持硫酸180g/L、18-22℃、电流密度1.2安培/平方分米、氧化时间45-60分钟不变，测试氧化膜厚度及外观结构的变化；
c、8#氧化槽：主动添加5g/L醋酸镍、0.5g/L异丁醇、0.5g/L三乙醇胺进8#氧化槽，保持硫酸180g/L、18-22℃、电流密度1.2安培/平方分米、氧化时间45-60分钟不变，测试氧化膜厚度及外观结构的变化。
主动添加5g/L醋酸镍、0.5g/L异丁醇、0.5g/L三乙醇胺进8#氧化槽，保持原氧化参数不变，测试结果表明，氧化膜厚度及外观结构无变化，11#中温封孔槽对8#氧化槽完全兼容。可得，11#中温封孔槽含醋酸镍4-6g/L，异丁醇0.4-0.6g/L，三乙醇胺0.4-0.6g/L，这三种组分对8#氧化槽完全兼容。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：包括药剂回收系统和反向串联节水系统；
所述药剂回收系统包括四合一槽和不流动水洗槽子系统，所述不流动水洗槽子系统整体反相串联设置，且其水流动方向的始端设有第一补水口，其终端的出水口串联于所述四合一槽；
所述反向串联节水系统包括功能槽子系统和设置于功能槽之间的流动水洗槽子系统，所述功能槽分别设置于流动水洗槽之间，并分别由所述流动水洗槽相间隔设置，所述功能槽子系统沿清洗水流动方向的上游功能槽对下游功能槽兼容设置，所述流动水洗槽子系统整体反相串联设置，其水流动方向的始端设有进水口，其终端的流动水洗槽设有出水口；
所述药剂回收系统通过所述反向串联节水系统水流动方向的终端的流动水洗槽接于所述反向串联节水系统。
2.根据权利要求1所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述不流动水洗槽子系统设置有不少于三个不流动水洗槽。
3.根据权利要求2所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述不流动水洗槽子系统包括：顺序布置的2#不流动水洗槽、3#不流动水洗槽和4#不流动水洗槽；所述4#不流动水洗槽设置有第一补水口。
4.根据权利要求3所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：每个所述不流动水洗槽的补水口和出水口分别设置于槽体的两端，清洗水从其一端流入，并从另一端流出至水流动方向的下游流动水洗槽。
5.根据权利要求4所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述不流动水洗槽子系统的第一补水口和排水口分别设置于4#不流动水洗槽和2#不流动水洗槽，清洗水从4#不流动水洗槽补入，从2#不流动水洗槽流进所述四合一槽。
6.根据权利要求1所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述功能槽之间分别设置有两个所述流动水洗槽间隔。
7.根据权利要求1或6所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述功能槽子系统包括：顺序布置的8#氧化槽和11#中温封孔槽；
所述水洗槽子系统包括：顺序布置于所述8#氧化槽之前的5#流动水洗槽、6#流动水洗槽和7#水洗待料槽，顺序布置于所述8#氧化槽与所述11#中温封孔槽之间的9#流动水洗槽和10#流动水洗槽，顺序布置于所述11#中温封孔槽之后的12#流动水洗槽和13#流动水洗槽；
所述流动水洗槽子系统配合所述功能槽子系统整体反向串联配置。
8.根据权利要求7所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：每个所述流动水洗槽的进水口和出水口分别设置于槽体的两端，清洗水从其一端流入，并从另一端流出至水流动方向的下游流动水洗槽。
9.根据权利要求8所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述流动水洗槽子系统的第一进水口和排水口分别设置于13#流动水洗槽和5#流动水洗槽，清洗水从13#流动水洗槽流入，从5#流动水洗槽流出。
10.根据权利要求7所述的铝合金无氟无铵四合一砂面前处理工艺，其特征在于：所述四合一槽的药剂配方和工作参数为：氢氧化钠30-50g/L，氯化钠100-200g/L，硫代硫酸钠1.5-3.5g/L，三聚磷酸钠1.5-3.5g/L，山梨醇1.5-3.5g/L，葡萄糖酸钠1.5-3.5g/L，余量水；工作温度为80-90℃，处理时间为8-12分钟，滴流1分钟；
所述11#中温封孔槽对所述8#氧化槽兼容；所述11#中温封孔槽与所述8#氧化槽兼容药剂配方和工作指标为：
所述8#氧化槽：硫酸160-200g/L，电流密度1.2安培/平方分米，处理时间45-60分钟，膜厚12-15微米；
所述11#中温封孔槽：醋酸镍4-6g/L、异丁醇0.4-0.6g/L、三乙醇胺0.4-0.6g/L，处理时间10-20分钟，温度50-60℃。
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